本文關(guān)鍵詞：管殼式換熱器的數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 在管殼式換熱器中,折流板的間距和缺口高度對于換熱器的性能有著重要的影響。隨著人們節(jié)能意識和節(jié)能要求的不斷提高,作為能量交換設(shè)備的換熱器,其性能的提高就成為了換熱器設(shè)計研究的重要問題,本工作致力于折流板間距和折流板缺口高度的優(yōu)化設(shè)計。 本文采用了數(shù)值模擬的方法對供熱系統(tǒng)中的一個換熱器的流體流動和換熱進(jìn)行了研究,得了很好的可視化的流動和換熱圖,對分析流動和換熱起到了很好的效果。 為了實現(xiàn)換熱器的優(yōu)化設(shè)計,首先需要選擇一個換熱器的性能評價標(biāo)準(zhǔn),本文通過對最小熵產(chǎn)法的分析,發(fā)現(xiàn)在所計算的換熱器中,有限溫差換熱和壓力損失所引起的兩種不可逆耗散嚴(yán)重失衡,通過對其物理意義的分析,本文對熵產(chǎn)的應(yīng)用范圍提出了自己的觀點。同時,對場協(xié)同原理也做了簡單地分析,給出了其不適用于本文的換熱器評價的原因。然后,結(jié)合前人對JF因子的應(yīng)用,文章說明了其作為評價準(zhǔn)則的理由。 本文首先對換熱器的折流板間距進(jìn)行了分析,得到了當(dāng)折流板的間距改變時,殼側(cè)流動的變化情況,換熱情況和壓力變化情況,重點分析了折流板缺口處和錯流流動段流體壓力損失的變化情況。最后根據(jù)JF因子的大小,得到了當(dāng)折流板間距變化時的最佳的折流板間距。然后,用類似的過程分析了折流板缺口高度對于換熱器性能的影響,并得到了一個最佳的折流板缺口高度。 本文還研究了將折流板間距和缺口高度同時作為設(shè)計參數(shù)的換熱器優(yōu)化設(shè)計問題,得到了折流板間距變化時,最佳折流板的缺口高度變化的情況,并將不同間距下的最佳值擬合成了一條優(yōu)化的曲線。 本文在最后的部分分析了殼側(cè)的流量變化對于折流板設(shè)計的影響,也分析了污垢熱阻對于換熱器的性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：換熱器 折流板 數(shù)值模擬 熵產(chǎn) JF因子
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 管殼式換熱器的簡介13-14
• 1.2 折流板的布置對于換熱器性能的影響14-15
• 1.3 研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本課題擬完成的主要任務(wù)18-19
• 第二章 管殼式換熱器的模擬方法19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)19-23
• 2.2.1 計算流體力學(xué)19-20
• 2.2.2 湍流的數(shù)值模擬20-21
• 2.2.3 壁面函數(shù)法21-22
• 2.2.4 換熱器的數(shù)值模擬及其進(jìn)展22-23
• 2.3 網(wǎng)格以及邊界條件的設(shè)置23-31
• 2.3.1 流體計算軟件簡介23-24
• 2.3.2 網(wǎng)格的劃分24-26
• 2.3.3 邊界條件及計算的設(shè)置26-30
• 2.3.4 換熱器數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 換熱器性能評價參數(shù)的分析33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 熵產(chǎn)的分析33-45
• 3.2.1 換熱器中的熵產(chǎn)34-36
• 3.2.2 兩種不可逆損失的數(shù)量關(guān)系36-40
• 3.2.3 最小熵產(chǎn)法的應(yīng)用范圍的界定40
• 3.2.4 換熱過程的當(dāng)?shù)仂禺a(chǎn)40-45
• 3.3 場協(xié)同理論的分析45-47
• 3.4 JF因子的分析47-49
• 3.5 小結(jié)49-51
• 第四章 折流板間距的優(yōu)化51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 折流板間距51-54
• 4.2.1 數(shù)值計算的換熱器結(jié)構(gòu)概況51-52
• 4.2.2 邊界條件的設(shè)置52-54
• 4.3 數(shù)值計算的結(jié)果及其分析54-61
• 4.3.1 流動情況54-56
• 4.3.2 壓力變化56-59
• 4.3.3 換熱情況59-61
• 4.4 折流板數(shù)目的優(yōu)化61-62
• 4.5 小結(jié)62-65
• 第五章 折流板缺口高度的優(yōu)化及其與折流板間距的關(guān)系65-83
• 5.1 引言65-66
• 5.2 換熱器折流板缺口高度的優(yōu)化66-74
• 5.2.1 殼側(cè)流動情況66-68
• 5.2.2 折流板缺口高度對壓降的影響68-71
• 5.2.3 換熱的分析71-73
• 5.2.4 換熱器最佳的折流板缺口高度73-74
• 5.3 折流板的缺口高度與折流板間距的關(guān)系74-79
• 5.3.1 換熱系數(shù)和壓降的變化74-77
• 5.3.2 不同折流板布置下的JF因子77-78
• 5.3.3 折流板的優(yōu)化曲線78-79
• 5.4 殼側(cè)的流量對于優(yōu)化結(jié)果的影響79-80
• 5.5 污垢熱阻對于優(yōu)化結(jié)果的影響80-82
• 5.6 小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論及展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文90-91
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表91

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本文編號：371887